SN74LVC1G18：1-of-2非反相解復用器的技術剖析與應用指南

在電子設計領域，解復用器是一種常見且重要的邏輯器件，它能將一路輸入信號分配到多個輸出通道中的某一個。今天我們要深入探討的是德州儀器（TI）的SN74LVC1G18 1-of-2非反相解復用器，這款器件在眾多應用場景中都展現出了出色的性能。

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一、產品概述

SN74LVC1G18專為1.65V至5.5V的(V{CC})操作而設計，其工作溫度范圍為 -40°C至 +125°C。它支持5V的(V{CC})操作，輸入可接受高達5.5V的電壓，并且能夠向下轉換到(V{CC})。該器件具有低功耗的特點，最大(ICC)僅為10μA，在3.3V時的最大傳播延遲(t{pd})為3.4ns，輸出驅動能力可達±24mA。此外，它采用了NanoFree?封裝技術，這是IC封裝概念的一項重大突破，直接將裸片作為封裝。

二、產品特性

2.1 平衡的CMOS 3態輸出

平衡輸出使得器件能夠吸收和提供相似的電流。不過，其驅動能力在輕負載下可能會產生快速邊沿，因此在布線和負載條件設計時需要考慮防止振鈴現象。同時，3態輸出可以置于高阻抗狀態，在此狀態下，輸出既不提供也不吸收電流，泄漏電流由電氣特性中的(I_{oz})規范定義。為確保在高阻抗狀態下輸出保持高電平或低電平，可以使用上拉或下拉電阻。

2.2 部分掉電功能（(I_{off})）

當器件掉電時，其輸入和輸出會進入高阻抗狀態，從而抑制電流回流到器件中。器件上任何輸入或輸出引腳的最大泄漏電流由電氣特性中的(I_{off})規定。

2.3 標準CMOS輸入

標準CMOS輸入具有高阻抗，通常可以建模為一個與輸入電容并聯的電阻。輸入信號需要具有快速的邊沿速率，以避免過度的電流消耗和振蕩。如果需要處理慢速或嘈雜的輸入信號，可以使用帶有施密特觸發器輸入的器件來預處理輸入信號。

2.4 過壓容忍輸入

該器件的輸入信號可以高于電源電壓，但必須保持在推薦工作條件中指定的最大輸入電壓值以下。

2.5 鉗位二極管結構

器件的輸入和輸出僅具有負鉗位二極管。需要注意的是，超過絕對最大額定值表中指定的值可能會損壞器件，但如果遵守輸入和輸出鉗位電流額定值，則可以超過輸入負電壓和輸出電壓額定值。

三、電氣參數

3.1 絕對最大額定值

在使用該器件時，必須嚴格遵守絕對最大額定值，例如(V{CC})的范圍為 -0.5V至6.5V，(V{I})和(V{O})的輸入和輸出電壓范圍也在 -0.5V至6.5V之間（特定條件下有所不同），連續輸出電流(I{O})最大為±50mA，連續通過(V{CC})或GND的電流最大為±100mA，工作結溫(T{J})最大為150°C等。

3.2 ESD保護

該器件的ESD保護性能出色，超過了JESD 22標準，包括2000V的人體模型（A114 - A）、200V的機器模型（A115 - A）和1000V的充電設備模型（C101）。

3.3 推薦工作條件

推薦工作條件規定了器件正常工作的參數范圍，如(V{CC})為1.65V至5.5V，輸入電壓(V{I})為0V至5.5V，輸出電壓(V{O})為0V至(V{CC})，輸入轉換上升或下降速率(Delta t/ Delta v)在不同(V_{CC})下有不同的要求等。

3.4 電氣特性

在電氣特性方面，給出了不同(V{CC})和測試條件下的(V{OH})、(V{OL})、(I{I})、(I{off})、(I{OZ})、(I{CC})、(C{I})和(C{o})等參數值。例如，在(I{OH} = -100μA)，(V{CC})為1.65V至5.5V時，(V{OH})為(V_{CC} - 0.1V)。

3.5 開關特性

開關特性包括不同溫度范圍（ -40°C至85°C和 -40°C至125°C）和(V{CC})下的傳播延遲時間(t{pd})、使能時間(t{en})和禁用時間(t{dis})等參數。

四、典型應用

4.1 應用場景

SN74LVC1G18可用于數據中心交換機、基帶單元（BBU）、Wi - Fi接入點、筆記本電腦、有源天線系統（AAS）、家電、工業監視器、咖啡機、有線揚聲器、真空機器人和專業音頻接口等多個領域。

4.2 典型應用電路

在典型應用中，SN74LVC1G18可用于控制模擬開關。系統控制器通過輸入S選擇(Y{0})或(Y{1})輸出，當輸入A為高電平時，所選的模擬開關閉合；當輸入A為低電平時，所選的模擬開關斷開。

4.3 設計注意事項

4.3.1 電源考慮

確保所需的電源電壓在推薦工作條件規定的范圍內，電源必須能夠提供足夠的電流，以滿足器件所有輸出的總電流需求加上最大電源電流(I{CC})。同時，要注意不要超過絕對最大額定值中規定的通過GND或(V{CC})的最大總電流。

4.3.2 輸入考慮

未使用的輸入必須連接到(V_{CC})或地。輸入信號的邊沿速率不能過慢，以避免振蕩和損壞性的直通電流，推薦的速率在推薦工作條件中定義。

4.3.3 輸出考慮

正電源電壓用于產生輸出高電壓，從輸出吸取電流會降低輸出電壓；地電壓用于產生輸出低電壓，吸收電流會增加輸出電壓。未使用的輸出可以懸空。

五、布局與電源建議

5.1 布局指南

當使用多輸入和多通道邏輯器件時，輸入不能懸空。所有未使用的輸入必須連接到邏輯高或邏輯低電壓，以防止其浮動。

5.2 電源建議

電源電壓應在推薦工作條件規定的最小和最大電源電壓額定值之間。每個(V_{CC})端子應連接一個旁路電容，推薦使用0.1μF的電容，也可以并聯多個電容以抑制不同頻率的噪聲。旁路電容應盡可能靠近電源端子放置。

六、總結

SN74LVC1G18是一款性能出色的1-of-2非反相解復用器，具有低功耗、高速、寬電壓范圍等優點。在實際應用中，我們需要根據其特性和參數進行合理的設計和布局，以確保器件的正常工作和系統的穩定性。同時，要注意遵守絕對最大額定值和推薦工作條件，避免因參數超出范圍而損壞器件。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區交流分享。